El surgimiento de una teoría alternativa de la gravedad
La gran mayoría de las galaxias, según la teoría cosmológica aceptada, están rodeadas por un halo de partículas de materia oscura. Aunque invisible, la masa de este halo atrae a las galaxias cercanas hacia un fuerte campo gravitatorio.
Esta comprensión del universo es cuestionada por investigaciones recientes realizadas por universidades en Bonn y Saint Andrews en Escocia. Los hallazgos implican que las galaxias enanas en el cúmulo de Fornax, el segundo cúmulo de galaxias más cercano a la Tierra, carecen de esos halos de materia oscura. El estudio apareció en el Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
Las galaxias enanas son galaxias pequeñas y discretas que se ven con frecuencia en cúmulos de galaxias o cerca de galaxias más grandes. Por lo tanto, podrían verse afectados por la atracción gravitacional de sus contrapartes más grandes.
Presentamos una forma innovadora de probar el modelo estándar en función de la cantidad de galaxias enanas perturbadas por las mareas gravitatorias de galaxias cercanas más grandes.
Elena Asencio, autora principal del estudio y estudiante de doctorado, Universidad de Bonn
Cuando la gravedad de un cuerpo ejerce una presión desigual sobre partes de otro, se producen mareas. Estas son similares a las mareas que se forman en la Tierra debido a la atracción gravitacional de la Luna, que es más fuerte en el lado de la Tierra que mira hacia la Luna.
Las galaxias enanas son abundantes en el cúmulo de Fornax. Investigaciones recientes revelan que algunos de estos enanos tienen apariencias alteradas, como si el entorno del cúmulo los hubiera perturbado.
Estas perturbaciones en las enanas de Fornax no se esperan de acuerdo con el modelo estándar. De hecho, según el modelo estándar, los halos de materia oscura de estas enanas deberían protegerlas en parte de las mareas que genera el cúmulo.
Pavel Kroupa, Profesor, Universidad de Bonn
Con base en las características internas y la distancia desde el núcleo del cúmulo gravitacionalmente fuerte, los autores calcularon la cantidad prevista de perturbación enana. Las galaxias estelares grandes pero de baja masa y las galaxias alrededor del centro del cúmulo son más susceptibles a la interrupción o destrucción.
Compararon los resultados con el grado de perturbación que habían notado en las imágenes recopiladas por el VLT Survey Telescope del Observatorio Europeo Austral.
Asencio agregó: “La comparación mostró que, si uno va a explicar las observaciones en el modelo estándar, las enanas de Fornax ya deberían ser destruidas por la gravedad desde el centro del cúmulo, incluso cuando las mareas que levanta sobre una enana son sesenta y cuatro veces más débiles que la propia enana. . -la gravedad.”
Esto no solo es ilógico, sino que también va en contra de los hallazgos de investigaciones anteriores de que la cantidad de fuerza externa necesaria para perturbar una galaxia enana es igual a la propia gravedad de la enana.
Contradicción con el modelo estándar
Los investigadores concluyeron que las morfologías reportadas de los enanos de Fornax no podían ser explicadas consistentemente por el paradigma dominante. Llevaron a cabo la encuesta una vez más usando la Dinámica de Milgrom (MOND).
La teoría MOND sugiere una corrección de la dinámica newtoniana mediante la cual la gravedad experimenta un aumento en el régimen de aceleraciones débiles, en lugar de suponer halos de materia oscura que rodean a las galaxias.
No estábamos seguros de si las galaxias enanas serían capaces de sobrevivir en el entorno extremo de un cúmulo de galaxias en el MUNDO, debido a la falta de halos protectores de materia oscura en este modelo, pero nuestros resultados muestran una notable concordancia entre las observaciones y las expectativas de MOND para el nivel. de la perturbación de los enanos de Fornax.
Dra. Indranil Banik, Universidad de St Andrews
Aku Venhola, uno de los coautores del estudio y que trabaja en la Universidad de Oulu (Finlandia), y Steffen Mieske del Observatorio Europeo Austral dijeron: «Es emocionante que los datos que hemos obtenido con el telescopio de rastreo VLT hayan permitido una prueba tan exhaustiva de los modelos cosmológicos.”
Esta no es la primera vez que un estudio que investiga el impacto de la materia oscura en la dinámica y la evolución de las galaxias llega a la conclusión de que los datos se explican mejor cuando la materia oscura no está presente en absoluto cerca de las galaxias.
«El número de publicaciones que muestran incompatibilidades entre las observaciones y el paradigma de la materia oscura continúa aumentando cada año. Es hora de empezar a invertir más recursos en teorías más prometedorasagregó Kroupa.
Además, Pavel Kroupa forma parte de las áreas de investigación transdisciplinares «Modelización» y «Materia» de la Universidad de Bonn.
Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para la física fundamental. Esperamos encontrar más enanas perturbadas en otros cúmulos, una predicción que otros equipos deberían verificar.
Dr. Hongsheng Zhao, Universidad de St Andrews
Instituciones Participantes y Financiamiento:
En el estudio también participaron el Observatorio Europeo Austral (ESO), la Universidad de Oulu (Finlandia) y la Universidad Charles de Praga, así como la Universidad de Bonn (República Checa). El Servicio Alemán de Intercambio Académico, el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas del Reino Unido y la Universidad de Bonn financiaron el estudio.
Referencia de la revista:
Asencio, E., y otros. (2022) La distribución y morfologías de las galaxias enanas del cúmulo de Fornax sugieren que carecen de materia oscura. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society. doi: 10.1093/mnras/stac1765
La fuente: https://www.uni-bonn.de/en
